CN109160592A - 一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置，该装置包括等离子体反应器和等离子体电源，所述的等离子体反应器包括蓄水池、安装在所述蓄水池内的转筒以及位于所述转筒正上方的正电极，所述的正电极安装在保护罩内，所述的保护罩内还安装有排气装置，所述转筒的下部分浸没到所述蓄水池的水中便于转动时在所述转筒的表面形成水膜，所述的转筒同时作为负电极接地，所述保护罩的上方设有排气口，所述的排气口通过抽气泵连接位于所述蓄水池底部的微孔曝气管，所述等离子体电源的正负极分别连接所述的正电极和负电极。整个装置实用性强、能源利用率高、处理效果好，在污水处理领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于水污染净化处理领域，具体涉及一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置。
背景技术
水是生命之源，在人类的生产发展中起着重要的作用。随着社会经济的高速发展，我们对水资源的需求日趋增加。与此同时，生活污水和工业废水的排放也在逐年递增，严重威胁我国的水资源环境，使得我们面临的水资源短缺形势变得更加严峻。因此，废水的有效处理是缓解我国水资源短缺的重要途径。然而，随着经济的高速发展和城市化进程的加速，化学用品大量生产和使用，众多难降解有毒污染物排入水体。这些物质在水中不断富集，严重危害生态环境和人体健康。传统的废水处理工艺很难满足日益复杂的水质处理要求，开展难降解废水处理的新技术已成为当前水污染处理的新热点。
等离子体技术是近年来出现的一种较为前沿的高级氧化技术(AdvancedOxidation Processes，简称AOPs)，并首先被应用到环境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、热解和高能电子辐射等多种作用为一体，能有效去除废水中的各种污染物，放电是低温等离子体产生的主要方法，放电等离子体中有氧化性极强的·O、·H、·OH、·HO2、O3等活性粒子，并伴随着高温氧化、紫外辐射、冲击波等效应，有机物在这些综合效应的作用下，最终将降解为CO2、H2O或其它有机物质。具有处理周期短、效率高、无二次污染、适用范围广等优点。
电晕放电通常是用直流高电压来启动，并将高电压加载在曲率半径很小的电极(如针状电极或细线状电极)上。当针状电极(或细线状电极)上的电位升高到一定程度时，也就是电荷累积到一定浓度时，针尖附近的强电场就能使其周围的空气产生电离，从而产生局部放电现象，甚至产生晕光。目前已经逐渐被应用于水环境污染的处理领域中。目前处理装置依旧存在处理效果较低、处理量少及放电不稳定等问题，因此设计出一种转筒式电晕放电等离子体处理有机废水的专用装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对背景技术存在的问题，提供一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置，该装置设计简单、投资低、处理效果好、无二次污染等优点，可以应用于有机污染废水领域的深度高效处理。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置，该装置包括等离子体反应器和等离子体电源，所述的等离子体反应器包括蓄水池、横向安装在所述蓄水池内的转筒以及位于所述转筒正上方的正电极，所述的正电极安装在保护罩内，所述的保护罩内还安装有排气装置，所述转筒的下部分浸没到所述蓄水池的水中便于转动时在所述转筒的表面形成水膜，所述的转筒同时作为负电极接地，所述保护罩的上方设有排气口，所述的排气口通过抽气泵连接位于所述蓄水池底部的微孔曝气管，所述等离子体电源的正负极分别连接所述的正电极和负电极。
所述蓄水池上还设有出水口和进水口，所述进水口和出水口通过液体循环泵连接形成液体循环通道。
所述等离子体电源为高频高压电源。所述的正电极为陶瓷电极。所述转筒为不锈钢材质。为了防止腐蚀，所述不锈钢材质转筒的表面涂有一层氧化铝。在放电过程中导致所述正电极温度的上升，所述正电极通过由空气压缩机产生的压缩空气在保护罩内部进行冷却。
所述正电极与负电极之间的气隙设置为1～2mm(优选为1.5mm)。
所述转筒通过变频器控制的正齿轮电机驱动，转速控制在3.4-34rpm。
本发明的有益效果体现在：
本发明的装置具有实用性广、处理效率高、设备成本低、运行费用低、经济环保并且运行稳定等优点，解决了目前处理技术中存在的处理效果低、处理量少及放电不稳定等问题，可以广泛运用于有机污染废水的处理领域。
附图说明
图1为转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置结构示意图。
其中，1—排气口，2—排气装置，3—正电极，4—放电区，5—等离子体电源，6—进水口，7—液体循环泵，8—出水口，9—抽气泵，10—微孔曝气管，11—转筒，12—蓄水池，13—保护罩，压缩空气入口—14，空气压缩机—15
具体实施方式
如图1所示，一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置，该装置包括等离子体反应器和等离子体电源5，所述的等离子体反应器包括蓄水池12、横向安装在所述蓄水池12内的转筒11以及位于所述转筒11正上方的正电极3，所述的正电极3安装在保护罩13内，所述的保护罩13内还安装有排气装置2，所述转筒11的下部分浸没到所述蓄水池12的水中便于转动时在所述转筒11的表面形成水膜，所述的转筒11同时作为负电极接地，所述保护罩13的上方设有排气口1，所述的排气口1通过抽气泵9连接位于所述蓄水池12底部的微孔曝气管10，所述等离子体电源5的正负极分别连接所述的正电极和负电极。
所述的蓄水池12上还设有出水口8和进水口6，所述进水口6设于所述蓄水池12上方，所述出水口8位于所述蓄水池12底部，所述进水口6和出水口8通过液体循环泵7连接形成液体循环通道。
所述等离子体电源5为高频高压电源。所述的正电极3为陶瓷电极。所述转筒11为不锈钢材质。所述等离子体电源5的正极通过高压极导线与所述正电极3相连，负极与所述负电极相连，所述负电极还通过接地导线接地。
为了防止腐蚀，在所述不锈钢材质的转筒11表面涂有一层氧化铝。所述的保护罩13上设有压缩空气入口14，所述的压缩空气入口14连通空气压缩机15，所述的压缩空气入口14正对所述保护罩13内的正电极3。由于放电过程中产生的热量，导致所述正电极的温度上升，所述正电极3的温度通过由空气压缩机15产生的压缩空气直接吹在正电极3上在保护罩13内部进行冷却。所述的排气装置2为排气扇(但不限于此)，由排气扇通过排气口1将保护罩13内气体导入所述蓄水池12的底部。
所述正电极3与负电极之间的气隙设置为1～2mm(优选为1.5mm)，在所述正电极3和转筒11(负电极)之间形成放电区4。所述转筒通过变频器控制的正齿轮电机驱动，转速控制在3.4-34rpm。所述蓄水池12为圆柱形，容积为1L，但不限于此；所述蓄水池12的材质为石英玻璃。
采用本发明的装置净化处理污染水体的过程原理如下：
待处理的污水经过预处理之后通过进水口6进入蓄水池12中，使转筒11下部浸没到蓄水池12中，与此同时，将等离子体电源5的正极通过高压电极线与正电极3连接，负极与负电极(转筒11)相连，将负电极接地，开启正齿轮电机，将转筒11转速控制在3.4-34rpm间，转筒11开始转动并被蓄水池12中的污水浸湿，从而在转筒11表面形成一层大概0.2mm厚度水膜，同时，转筒11的转动和微孔曝气管10的曝气对蓄水池12内待处理的污水有搅拌作用，在等离子体电源5的作用下，正负电极之间产生局部放电，在放电过程中产生的热量会导致正电极3的温度上升，温度上升的正电极3通过压缩空气在保护罩13内部进行冷却，放电过程中空气中的氧气和氮气等物质受到激发产生大量的·O、·H、·OH和·NO，并进一步产生H2O2和O3等活性物质，排气装置2通过排气口1将保护罩13内气体导入所述蓄水池12的底部，这些活性物质与溶液中的污染物分子产生强烈的氧化反应，并伴有强烈的紫外光和高温，从而实现污染物的去除。当污染物被等离子降解时，通过出水口8取样检测降解效果，当降解效果不符合预期时，使液体循环泵7保持开启，重复处理待处理溶液，当达到一定降解效果后停止液体循环泵7，排出处理后的污水。反应中的等离子体电源5和液体循环泵7均可调，可针对待处理污水不同的水质和处理要求灵活处理，从而实现对污水的高效处理。
该处理装置具有操作简单、去除污染物效率高、设备投资小、处理成本低、适用范围广、快速、高效、无二次污染等优点，尤其是对有机污染物及有特殊处理要求的污染物效果较为显著，具有可观的潜在应用前景，有望在今后的水体污染处理工艺中得到广泛的推广和运用。
Claims (9)
1.一种转筒式电晕放电等离子体处理有机污水的装置，其特征在于：该装置包括等离子体反应器和等离子体电源，所述的等离子体反应器包括蓄水池、横向安装在所述蓄水池内的转筒以及位于所述转筒正上方的正电极，所述的正电极安装在保护罩内，所述的保护罩内还安装有排气装置，所述转筒的下部分浸没到所述蓄水池的水中便于转动时在所述转筒的表面形成水膜，所述的转筒同时作为负电极接地，所述保护罩的上方设有排气口，所述的排气口通过抽气泵连接位于所述蓄水池底部的微孔曝气管，所述等离子体电源的正负极分别连接所述的正电极和负电极。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述等离子体电源为高频高压电源。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述蓄水池上还设有出水口和进水口，所述进水口和出水口通过液体循环泵连接形成液体循环通道。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的正电极为陶瓷电极。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转筒为不锈钢材质。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述不锈钢材质转筒表面涂有一层氧化铝。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述正电极通过由空气压缩机产生的压缩空气在保护罩内部进行冷却。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述正电极与负电极之间的气隙设置为1～2mm。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述转筒通过变频器控制的正齿轮电机驱动，转速控制在3.4-34rpm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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